废气处理设备在注塑工艺中的应用

 

在注塑工艺废气处理设备中的应用:

 

塑料成型工艺是制造塑料制品的一种方式。

 

整个注塑过程是这样的:通过进料斗将塑料颗粒加入到圆筒中，逐渐加热到一定温度并保持一定时间，在一定的混合强度(转速)下均匀(塑化)→在一定的压力(推力)和速度下推入模具(注塑)→在压力下冷却(保压)(控制冷却速度)→当塑料达到一定温度时， 以一定的速度打开模具→以一定的速度和力将产品推出模具→检查产品，修整飞边(模具接合面上形成的多余材料)和手柄(塑料注塑通道上的材料，也可以弥补产品冷却和缩短时减少的体积)→包装→入库。 同时注塑机加入脱模剂，合模。注塑工艺主要控制各工序的温度、压力、速度、时间等参数。每一种塑料，每一种产品和注塑机都需要不同的工艺参数。注塑工艺还应包括水分控制、添加剂控制、着色剂控制等。

 

注塑废气处理

 

注塑成型的四个要素

 

1.塑料模具2.注塑成型机3.塑料材料4.成型条件。

 

***部分都是用双板模具和三板模具，也有一些是有滑块的。

 

基本结构:

 

①阳模(下模):阳模固定板、阳模辅助板、***出板、阳模板。

 

②母模(上模)、母模板、母模固定板、进胶圈和定位圈。

 

③恒温系统冷却。稳定模具温度。

 

注塑机主要由塑化、注塑设备、合模设备和传动机构组成；电驱动马达，马达驱动油泵，油泵打破油压，油压驱动活塞，活塞驱动机械。

 

1.按注塑方式可分为:①卧式注塑机②立式注塑机③角型注塑机④多色注塑机。

 

2.按锁模方式可分为:①直压式注塑机②曲轴式注塑机③直压式和曲轴复合式。

 

3.按加料方式可分为:①柱塞注塑机②单程螺杆注塑机③往复螺杆注塑机。

 

造粒挤出是塑料注塑成型的主要工艺，造粒挤出工艺的温度一般为169 ~ 210℃。不同项目操作不同，但不能高于塑料材料的热分化温度。至于造粒过程的工艺废气成分，比较乱。不同的材料有不同的排气成分。

 

塑料，学名聚氯乙烯，是由热塑性氯乙烯聚合而成的高分子化合物。工业产品为白色或淡黄色粉末，比重约1.4 g/cm3，氯含量56% ~ 58%，熔点约70 ~ 85℃，成型温度160 ~ 190℃，分化温度> 200℃。在PVC塑料颗粒的热解过程中(180 ~ 200℃)，由于分子间的剪切和捏合，在断链、分化和降解过程中产生游离单体废气，PVC中产生氯乙烯和氯化氢单体。

 

ABS塑料，学名丙烯腈丁二烯苯乙烯，比重约1.05克/立方厘米，成型缩短率0.4-0.7%，成型温度200-240℃，分化温度> 270℃。ABS塑料在热解过程中(160 ~ 210℃)，由于分子间的剪切和捏合作用，在断链、分化和降解过程中会产生游离单体废气，主要包括丙烯腈单体、苯乙烯单体和非甲烷总烃。

 

PE塑料，学名聚乙烯，是由乙烯聚合而成的高分子化合物，比重约为0.94 ~ 0.96 g/cm3，成型缩短率为1.5 ~ 3.6%，成型温度为140 ~ 220℃，分化温度> 320℃。PE塑料加工温度很宽，很难区分和热解(160 ~ 210℃)，因为在分子间剪切和捏合作用下，断链、区分和降解过程中会产生游离单体废气，乙烯单体是***位的。

 

PP塑料，学名聚丙烯，是由丙烯聚合而成的高分子化合物，比重为0.9-0.91 g/cm3，成型缩短率为1.0-2.5%，成型温度为160-220℃，加工温度为200-300℃，热稳定性***异(分化温度为310℃)。PP塑料加工温度范围广，不易区分，在分子间剪切捏合作用下，因断链、分化、降解而发生热解过程(200-300℃)，游离单体废气主要为丙烯单体。

 

NPBT塑料，学名聚对苯二甲酸丁二醇酯，是由对苯二甲酸二甲酯和1，4-丁二醇酯交换而成。结晶热塑性聚酯。无味，无嗅，无毒。玻璃化转变温度为45-48℃，热变形温度为58-66℃(1.82兆帕)，活性温度为225℃，应用温度为120℃，相对密度为1.324克/立方厘米，吸水率为0.03-0.07%，热解时区分的单体为芳烃组分。

 

PAS塑料，学名聚芳酚，琥珀色亮粒子。相对密度(25℃/4℃)为1.371，折射率为1.652，耐热性远高于双酚a聚砜，热变形温度和连续操作温度均高100℃左右。玻璃化转变温度为288℃，连续操作温度为260℃，热变形温度为274℃(1.82兆帕)，分化温度> 300℃。热解过程中区分的单体是芳烃。

 

聚甲醛塑料，聚甲醛，是甲醛的均聚物和共聚物的总称，聚甲醛的相对密度为1.402-1.405。结晶度为77%-78%，低于多聚甲醛。熔点、强度、硬度也略低。熔点167-171℃，热变形温度100-157℃ (1.82 MPa)，马丁耐热55-58℃，***工作温度100-104℃。它具有***异的耐疲劳性、耐磨性和耐化学性。热分化温度为235-240℃，热分化过程中释放甲醛废气

 

1)聚乙烯

 

①聚乙烯(PE)产品的生产:高压聚乙烯加热到150℃时，会分化为酸、酯、不饱和烃、过氧化物、甲醛、乙醛、CO2、CO等。薄膜产品应注意抗氧化剂、稳定剂和着色剂造成的毒性损伤；其产品有一种共同的气味，长期使用混有稳定剂的聚乙烯管静脉输液会发生静脉炎。低压聚乙烯加热到150℃时，会产生酸、酯、不饱和烃、过氧化物、甲醛、乙醛、CO2、CO等挥发性无序混合物。210℃~250℃产生的混合气体包括甲醛、不饱和烃、有机酸、有机氯化物、一氧化碳等。热切割和密封聚乙烯管道时，热解的产物是甲醛和丙烯醛。这种热解产物会导致中毒。

 

②聚乙烯(PE):本身没有毒性，但加入抗氧化剂、稳定剂、着色剂后有毒性。当产物加热到150℃~220℃时，热解产物包括酸、酯、不饱和烃、过氧化物、甲醛、乙醛、CO2和一氧化碳等。从上面可以看出，TVOC应该比非甲烷总烃***。另外，热解量没有0.1%-0.5%那么***，注塑生产的喷嘴材料、龟头材料甚至包括试验机材料在内的一般材料的损耗也只有1%-2%，所以热解量肯定没有那么***。但不同的塑料件会有所不同，注塑件和薄膜制品的退热损耗也会有所不同，一般按0.01%的材料消耗计算。

 

2)聚氯乙烯

 

注塑工艺选用PVC(聚氯乙烯)作为材料，废气中可能会释放出HCl和游离氯乙烯。当材料含有聚甲醛时，可能会释放出甲醛。此外，由于造粒过程中的工艺废气成分比较杂乱，一些地方政府选择非甲烷碳氢化合物核算进行定量评价，一些地方政府也选择VOC(挥发性有机物)核算进行定量评价。由于造粒时的加热温度一般控制在塑料材料允许的范围内，所以分化单体的量很少，加热一般在密闭容器中进行，只排出少量的应急单体。一般来说，以100-200克/吨产品计，加热分化攻击的单体仅占总量的0.01-0.02%。造粒过程的废气成分比较乱，不同物料的废气成分不同。

 

聚氯乙烯(PVC)是氯乙烯聚合而成的高分子化合物，为热塑性塑料，玻璃化转变温度为80℃ ~ 85℃。工业产品为白色或淡黄色粉末，相对密度为1.4，氯含量为56 ~ 58%。低分子量易溶于酮、酯和氯代烃溶剂。具有***异的耐化学腐蚀性。热稳定性和耐光性差。氯化氢是在100℃以上或长时间暴露于日光下开始分化的。PVC在加工过程中会因受热而降解，因为会释放出HCl，多烯结构分子中的共轭双键数量增加。当数量达到8个以上时，光波的吸收开始收敛，所以颜色会逐渐加深(黄色→棕色→棕色)。根据盐酸释放速率的不同，盐酸的降解温度可分为以下四个阶段:

 

(1)预着色降解:100~130℃时，HCl开始释放，但释放速率很小，在此温度下暴露10天以上，PVC逐渐变色。

 

(2)中期降解:140~160℃时，HCl释放速率逐渐增加。

 

(3)长期热降解:160~220℃。

 

(4)完全降解:盐酸在220℃以上完全释放。

 

注塑废气处理设备介绍；

 

VOC废气处理技巧——氧化法是***适合不需要回收的有毒有害VOC的处理技巧和方法。氧化法的基本原理:VOC和O2相互反应生成CO2和H2O。

 

从化学反应方程来看，氧化反应类似于化学燃烧过程，但由于VOC浓度相对较低，化学反应中不会出现可见火焰。一般来说，氧化过程可以通过两种方法保证氧化反应的顺利进行:a)加热。使含有VOC的有机废气达到回声温度；b)使用催化剂。如果温度低，氧化反应可以在催化剂表面进行。因此，有机废气处理的氧化法分为以下两种方法:

 

a)催化氧化法。目前，催化氧化中使用的催化剂有两种，即贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要含有铂、钯等。，它们以细颗粒的形式附着在催化剂载体上，催化剂载体通常是金属或陶瓷蜂窝体或散装填料；非贵金属催化剂主要是通过将过渡元素金属氧化物如二氧化锰与粘结剂按一定比例混合而制备的。为了防止催化剂中毒后失去催化活性，需要在处理前彻底去除能毒害催化剂的物质，如铅、锌、汞等。如果不能去除有机废气中的催化剂毒物和覆盖物，这种催化氧化法不能用于处理VOC

 

b)热氧化法。当时热氧化法分为三种:热燃烧法、分区法和蓄热法。三种方法的***个区别在于热量回收方法。这三种方法都可以与催化法结合，降低化学反应的反应温度。

 

热燃烧热氧化器一般指气体燃烧炉。气体燃烧炉由助燃剂、混合区和燃烧室组成。同时，燃烧改进剂，如天然气、石油等。，是辅助燃料。在燃烧过程中，燃烧炉内的热混合区可以预热VOC废气，预热后可以为有机废气的处理提供空间和时间，***终完成有机废气的无害化处理。

 

在供氧充足的条件下，氧化反应的反应程度——VOC去除率——主要取决于“三个t条件”:反应温度、时间和湍流。这“三个T条件”是相互联系的。在一定的尺度下，一个条件的改善可以减少另外两个条件。热燃烧热氧化器的缺点是辅助燃料价格高，导致设备运行成本较高。

 

直燃式废气处理炉

 

所需温度:700-800摄氏度

 

对应废气品种:全部

 

废气净化率达99.8%以上

 

废气机余热回收系统的部署可以有效降低工厂的运营成本

 

废气处理设备

 

催化废气处理炉

 

所需温度:300-400摄氏度

 

基于废气浓度的自燃

 

在系统规划中使用预处理剂和催化剂清洗可以延长设备的使用寿命

 

前端可以配备各种吸附材料

 

RCO处理技巧***别适用于对热回收率要求高的场合，也适用于同一条生产线由于产品不同，废气成分经常变化或废气浓度波动较***的场合。***别适用于干燥线需要热能回收或废气处理的企业，可以为干燥线回收能量，从而达到节能的目的。

 

***点:工艺流程简单，设备紧凑，运行可靠；净化能力高，一般达到98%以上；与RTO相比，燃烧温度低；一次性投资低，运行成本低，其热回收功率一般可达85%以上；整个过程无废水侵袭，净化过程无NOX等二次污染，RCO净化设备可与干燥室配套使用，净化后的气体可直接回用于干燥室，达到节能减排的目的；

 

缺点:催化燃烧设备只适合处理含有低沸点有机成分和低灰分的有机废气，不适合处理含有油烟等粘性物质的废气，催化剂要中毒；处理后的有机废气浓度低于20%。

 

催化燃烧设备

 

蓄热式废气处理炉

 

所需温度:800-900摄氏度

 

甲苯浓度低于500ppm也可以启动自燃系统规划

 

能完成与RCO的合作

 

适用于***风量、低浓度，有机废气浓度在100 ppm ~ 20000 ppm之间。其运行成本低，当有机废气浓度在450PPM以上时，RTO设备不需要添加辅助燃料；净化率高，两床RTO净化率可达98%以上，三床RTO净化率可达99%以上，无NOX等二次污染发生；全自动控制，操作简单；安全性高。

 

***点:处理***流量、低浓度有机废气时，运行成本很低。

 

缺点:一次性投资高，燃烧温度高，不适合处理高浓度有机废气，运动部件多，需要更多的保护操作。

 

RTO(蓄热式热燃烧技能)浓缩及余热回收系统，可将低浓度、***风量的VOCs废气浓缩成高浓度、小风量的废气，然后高温燃烧，回收蓄热体的热量，应用于废气预热及热转换设备。

 

伸缩式热燃烧系统

 

伸缩式热燃烧系统(简称TNV)使用气体或油直接燃烧和加热含有有机溶剂的废气。在高温作用下，有机溶剂分子被氧化并分化为CO2和水。排出的高温烟气通过配套的多级换热设备加热生产过程所需的空气或热水，充分回收利用氧化分化有机废气时产生的热能，降低整个系统的能耗。因此，当生产过程需要***量热量时，TNV系统是处理含有有机溶剂的废气的有效且雄心勃勃的处理方法。新建涂装生产线一般选用TNV回收热燃烧系统。

 

TNV系统由三部分组成:废气预热燃烧系统、循环空气加热系统和新风换热系统

 

废气燃烧集中供热设备的***点包括:有机废气在燃烧室内的停留时间为1 ~ 2s；有机废气的分化率***于99%；热回收率可达76%；燃烧炉出力调节比可达26∶1，***可达40∶1。

 

缺点:处理低浓度有机废气时，运行成本较高；管式换热器只有在连续运行时才具有较长的寿命。

 

VOC废气处理技巧——冷凝回收法不同温度下有机物饱和度不同。冷凝回收法就是利用有机物的***性来发挥作用。降低或提高系统压力后，蒸汽环境中的有机物通过冷凝提取。有机废气经冷凝提取后，可以得到高度净化。其缺点是操作困难，常温下不易使用冷却水。它需要冷却冷凝水，所以需要更多的费用。

 

这种处理方法主要适用于高浓度低温有机废气的处理。一般适用于VOC含量高(百分之几)、气体体积小的有机废气的回收处理。由于VOC***部分是易燃易爆气体，气体中的VOC含量不会因爆炸极限而过高，因此要达到较高的回收率，需要选择非常低温度的冷凝介质或高压措施，这必然会增加设备投资和处理成本。所以这个技能一般都是作为一级治疗技能，和其他技能结合使用。